深入解析 MC34063A 系列 DC - DC 轉(zhuǎn)換器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，DC - DC 轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件。今天，我們將深入探討 onsemi 公司的 MC34063A 系列 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，了解其特點(diǎn)、性能參數(shù)以及應(yīng)用電路。

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一、產(chǎn)品概述

MC34063A 系列是一款單片控制電路，集成了 DC - DC 轉(zhuǎn)換器所需的主要功能。它包含內(nèi)部溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)、比較器、受控占空比振蕩器、有源電流限制電路、驅(qū)動(dòng)器和高電流輸出開(kāi)關(guān)。該系列專為降壓、升壓和電壓反轉(zhuǎn)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，只需最少的外部組件，適用于多種電源轉(zhuǎn)換場(chǎng)景。

二、產(chǎn)品特性

2.1 寬輸入電壓范圍

能夠在 3.0 V 至 40 V 的輸入電壓下工作，這使得它可以適應(yīng)不同的電源環(huán)境，無(wú)論是電池供電還是外接電源，都能穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 低待機(jī)電流

在待機(jī)狀態(tài)下，電流消耗較低，有助于降低系統(tǒng)功耗，提高能源效率，這對(duì)于一些對(duì)功耗敏感的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。

2.3 電流限制

輸出開(kāi)關(guān)電流可限制到 1.5 A，能夠有效保護(hù)電路，防止因電流過(guò)大而損壞器件，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 可調(diào)頻率

可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 100 kHz 的頻率操作，工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求調(diào)整頻率，以優(yōu)化電路性能。

2.5 高精度基準(zhǔn)

具有 2% 的高精度基準(zhǔn)，為電路提供了穩(wěn)定的參考電壓，保證了輸出電壓的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.6 汽車級(jí)應(yīng)用

帶有 NCV 前綴的產(chǎn)品適用于汽車和其他需要獨(dú)特場(chǎng)地和控制變更要求的應(yīng)用，并且通過(guò)了 AEC - Q100 認(rèn)證，具備 PPAP 能力，滿足汽車電子的嚴(yán)格要求。

2.7 環(huán)保特性

這些器件無(wú)鉛、無(wú)鹵素/無(wú)溴化阻燃劑，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了環(huán)保理念，符合現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

三、電氣特性

3.1 振蕩器特性

• 頻率：在特定條件下（$V_{Pin 5}=0 V$，$C_T = 1.0 nF$，$T_A = 25^{circ}C$），振蕩器頻率范圍為 24 kHz 至 42 kHz，典型值為 33 kHz。
• 充放電電流：充電電流（$V_{CC}=5.0 V$ 至 $40 V$，$T_A = 25^{circ}C$）范圍為 24 μA 至 42 μA，典型值為 35 μA；放電電流范圍為 140 μA 至 260 μA，典型值為 220 μA。
• 電流比：放電與充電電流比在 5.2 至 7.5 之間，典型值為 6.5。
• 電流限制感應(yīng)電壓：在特定條件下（$I{chg}=I{dischg}$，$T_A = 25^{circ}C$），電流限制感應(yīng)電壓范圍為 250 mV 至 350 mV，典型值為 300 mV。

3.2 輸出開(kāi)關(guān)特性

• 飽和電壓：達(dá)林頓連接時(shí)（$I{SW}=1.0 A$，引腳 1、8 連接），飽和電壓典型值為 1.0 V，最大值為 1.3 V；在特定條件下（$I{SW}=1.0 A$，$R{Pin 8}=82 Omega$ 至 $V{CC}$，強(qiáng)制 $beta = 20$），飽和電壓典型值為 0.45 V，最大值為 0.7 V。
• 直流電流增益：在 $I{SW}=1.0 A$，$V{CE}=5.0 V$，$T_A = 25^{circ}C$ 條件下，直流電流增益范圍為 50 至 75。
• 集電極截止電流：當(dāng) $V_{CE}=40 V$ 時(shí)，集電極截止電流最大值為 100 μA，典型值為 0.01 μA。

3.3 比較器特性

• 閾值電壓：在 $TA = 25^{circ}C$ 時(shí)，閾值電壓為 1.25 V，在不同溫度范圍（$T{low}$ 至 $T_{high}$）內(nèi)，閾值電壓有一定的波動(dòng)范圍。
• 閾值電壓線性調(diào)整率：在 $V_{CC}=3.0 V$ 至 $40 V$ 范圍內(nèi)，不同型號(hào)的線性調(diào)整率有所不同。
• 輸入偏置電流：當(dāng) $V_{in}=0 V$ 時(shí)，輸入偏置電流范圍為 - 400 nA 至 - 20 nA。

3.4 總器件特性

在特定條件下（$V_{CC}=5.0 V$ 至 $40 V$，$CT = 1.0 nF$，引腳 7 = $V{CC}$，$V{Pin 5}>V{th}$，引腳 2 = GND，其余引腳開(kāi)路），電源電流最大值為 4.0 mA。

四、應(yīng)用電路

4.1 升壓轉(zhuǎn)換器

通過(guò)特定的電路設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)將輸入電壓升高到所需的輸出電壓。例如，在一個(gè)測(cè)試電路中，輸入電壓范圍為 8.0 V 至 16 V，輸出電壓為 28 V，輸出電流為 175 mA，線路調(diào)整率為 ±0.05%，負(fù)載調(diào)整率為 ±0.017%，輸出紋波為 400 mVpp，效率為 87.7%。添加可選濾波器后，輸出紋波可降低至 40 mVpp。

4.2 降壓轉(zhuǎn)換器

同樣可以設(shè)計(jì)出降壓電路，將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓。如輸入電壓范圍為 15 V 至 25 V，輸出電壓為 5.0 V，輸出電流為 500 mA，線路調(diào)整率為 +0.12%，負(fù)載調(diào)整率為 +0.03%，輸出紋波為 120 mVpp，短路電流為 1.1 A，效率為 83.7%。添加可選濾波器后，輸出紋波可降至 40 mVpp。

4.3 電壓反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器

該電路可實(shí)現(xiàn)輸入電壓的反轉(zhuǎn)輸出。例如，輸入電壓范圍為 4.5 V 至 6.0 V，輸出電壓為 - 12 V，輸出電流為 100 mA，線路調(diào)整率為 ±0.012%，負(fù)載調(diào)整率為 +0.09%，輸出紋波為 500 mVpp，短路電流為 910 mA，效率為 62.2%。添加可選濾波器后，輸出紋波可降至 70 mVpp。

五、電感數(shù)據(jù)

不同類型的轉(zhuǎn)換器需要不同的電感參數(shù)。例如，升壓轉(zhuǎn)換器使用 170 μH 的電感，由 38 匝 #22 AWG 線繞制；降壓轉(zhuǎn)換器使用 220 μH 的電感，由 48 匝 #22 AWG 線繞制；電壓反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器使用 88 μH 的電感，由 28 匝 #22 AWG 線繞制。所有電感均繞在 Magnetics Inc. 55117 環(huán)形磁芯上。

六、訂購(gòu)信息

該系列產(chǎn)品提供多種封裝形式，如 SOIC - 8、PDIP - 8、DFN8 等，不同封裝的產(chǎn)品在發(fā)貨數(shù)量和包裝形式上有所不同。例如，MC33063ADG 采用 SOIC - 8（無(wú)鉛）封裝，每軌 98 個(gè)；MC33063ADR2G 同樣采用 SOIC - 8（無(wú)鉛）封裝，但每卷帶和卷軸裝 2500 個(gè)。

七、機(jī)械尺寸

文檔中詳細(xì)給出了不同封裝形式的機(jī)械尺寸，包括 DFN8、PDIP - 8、SOIC - 8 NB 等封裝的具體尺寸和公差要求，為 PCB 設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的參考。

八、總結(jié)

MC34063A 系列 DC - DC 轉(zhuǎn)換器具有多種優(yōu)秀特性，適用于多種電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件的型號(hào)和封裝，同時(shí)注意電氣特性和應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過(guò)類似器件的使用問(wèn)題呢？歡迎交流分享。